JPH03229161A - 自動車用電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車のバッテリー電流の測定に使用される自
動車用電流センサに関するものであり、自動車のＡＣジ
ェネレータコントロールシステムに使用されるものであ
る。

（従来の技術） 従来、自動車のバッテリー電流の一１１定には貫通型の
電流測定センサが使用されていた。同センサはアンペア
の周回積分法則を利用するために、第４図に示すように
電流バーＡの周囲にリング状のフェライト製のコアＢを
設けて、電流バーＡに電流が流れることによりコアＢに
発生する磁束密度をホール素子等の磁気センサーＣによ
って測定し、それに基づいて自動車のバッテリーがら電
流バーＡに流れる電流を測定して、バッテリー電流を検
出するようにしたものである。

ちなみに、ホール素子は第６図のようにａ方向からｂ方
向に電圧を印加しておき、それと直角方向に磁界Ｈが加
わるとフレミングの左手の法則によりｃ−ｄ方向に力が
働き、キャリアがその力を受けてｄ方向にかたより、ｃ
−ｄ間に前記磁界Ｈの磁束密度に比例した起電力が生じ
るものである。このホール素子の出力はそれに印加され
る電圧にもＬヒ例する。

一方、自動車ではサージノイズ等の影響により大幅な電
圧変動が生じ易いため、ホール素子に印加される電圧も
変化し易い。この印加電圧が変動するとホール素子の出
力も変動するため、その出力変動が印加電圧の変動によ
るものであるのが。

磁束密度の変動、即ち、前電流バーＡに流れる電流変化
によるものであるのるがを区別することができなかった
。

また、ホール素子に印加される電圧はサージノイズ以外
の原因によっても変化するため、自動車用電流センサの
電源は委定化電源であることが望まれる。そこで従来は
第５図のようにレギュレタＲを使用した安定化電源や、
ツェナーダイオドを使用した安定化電源が使用されてい
た。

また、サージノイズを除去するだに、第５図のように電
源回路にサージノイズ除去用素子（サジギラー　商品名
）■を入れてサージノイズを除去するようにしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前記安定化電源では次のような問題があった。

■、レギュレータを使用した安定化電源では第５図のよ
うに電界コンデンサＣ１が必要になり、電界コンデンサ
は大型であるため設置に場所を取り、コストアップの一
因となっていた。

■　ツェナーダイオードを（φ用した安定化電源では、
レギュレータも電界コンデンサも不要になるため、レギ
ュレータを用いた安定化電源より小型化でき、設置スペ
ースを節約することができるのでコストダウンできるが
、電圧の安定性においてレギュレータを用いた安定化電
源より多少劣るという難点があった。

■、前記両安定化電源を使用すれば安定した電圧が得ら
れるが、ホール素子は印加される電圧変化だけでなく周
囲の温度変化の影響も受ける。そこで従来は第５図のよ
うに安定化電源に温度補償用ダイオードＤを使用して温
度補償もしていた。

しかし、電源回路に温度補償用ダイオードＤを使用した
のではホール素子自体が受ける温度影響を補償すること
はできなかった。このため精度の高い電流測定は困難で
あった。

（発明の目的） 本発明の目的はレギュレータを使用しなくとも安定した
電圧が得られ、また、ホール素子に印加される印加電圧
の変動やホール素子自体が受ける温度影響を補償するこ
ともできる自動車用電流センサを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の自動車用電流センサは第２図に示すように、自
動車のバッテリーから電流を流す電流バー１と、同電流
バー１の外周に設けられたコア２と、同コア２内の磁束
密度を測定することによって前記電流バー１に流れる電
流を検知する磁気センサ３が備えられた自動車用電流セ
ンサにおいて、前記磁気センサ３としてアクティブホー
ル素子４とレファレンスホール素子５とが使用され、前
記アクティブホール素子４は電流による磁界の磁束密度
Ｂの方向と直交する向きに設けられ、レファレンスホー
ル素子５は磁束密度Ｂの方向と同じ向きに設けられ、両
ホール素子４．５の出力の差から電流バー１に流れる電
流を測定するようにしたことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の自動車用電流センサでは、アクティブホール素
子４が磁界の磁束密度Ｂの方向と直交する向きに設けら
れ、レファレンスホール素子５が同磁束密度Ｂの方向と
同じ向きに設けられているので、両ホール素子４．５に
同じ電圧を印加しておけば、夫々のホール素子４．５に
はその電圧に比例した電流が流れる。また、アクティブ
ホール素子４にはそれに直交状に加わる磁界により、電
流バー１に流れる電流に比例した電圧が同ホール素子４
に誘起されるが、レファレンスホール素子５には磁界が
直交状に加わらないので、同ホール素子５には起電力が
生じない。

しかも本発明では両ホール素子４．５の出力が差動アン
プ６．７に入力されて両川力の差が求められるので、両
差動アンプ６．７の出力差は電流バー１に流れる電流に
比例する。

しかも、両ホール素子４．５の温度変動による出力変動
、及び両ホール素子４．５に印加される電源電圧の変動
にょる出力変動は共に同じになるため、二つのホール素
子４．５の出力におけるそれらの変動は、両者の出方差
を求めることにより互いに消し合われ、それらの変動が
自動的に補償され、バッテリー電圧（電流バー１に流れ
る電流）に比例した電圧だけが正確に測定される。

（実施例） 第１図に示すものは本発明の自動車用電流センサの原理
図である。これは板状の電流バー１の長手方向中央部の
外周に磁性ゴム、磁性プラスチック等の磁性弾性体によ
るコア２を設けて、電流バ】がコア２を貫通する構造に
したものである。

この自動車用電流センサではコア２内に二つの磁気セン
サ３が内蔵されている。このうち一つの磁気センサ３は
アクティブホール素子４であり、他の磁気センサ３はレ
ファレンスホール素子５である。このうちアクティブホ
ール素子４は電流による磁界の磁束密度Ｂの方向と直交
する向きに設けられ、レファレンスホール素子５は磁束
密度Ｂの方向と同じ向きに設けられている、 ちなみに、自動車用電流センサの使用環境は非常に厳し
く、温度変化が１３０℃にも達するので、各デバイスの
温度補償を施さなければならない。前記アクティブホー
ル素子４とレファレンスホール素子５の二つのホール素
子はその温度補償と、ホール素子４．５に印加される電
源電圧の変動による出力変動等を補償するためのもので
ある。

この二つのホール素子４．５には第３図のように同じ電
圧が印加されている。夫々のホール素子４．５の出力は
第３図のように差動アンプ６．７に入力されて、削出力
の差が取り出される。この出力差は電流バー１に流れる
電流に比例する。この場合、温度変動によるホール素子
４．５に固有の特性変動及び電源電圧の変動によるホー
ル素子４．５の出力の変動は、二つのホール素子４．５
の出力の差を求めることによりお互いに打ち消し合われ
るので自動的に補償される。

なお、第３図の定電圧用のツェナーダイオードＺＤは従
来の定電圧回路に使用されているレギュレータの代わり
に使用されているものであり、同ダイオードＺＤを使用
すると、レギュレータを使用する場合よりも電圧の安定
性においては多少劣るが、小型イヒできるためスペース
を節約することができ、コストダウンにもなる。

第２図に示すものは第１図の電流バー１、コア２、ホー
ル素子４，５が一体化された本発明の自動車用電流セン
サを、電子部品が実装されている他の部品と一体イヒし
た自動車用電流センサユニットである７ 第２図において１は電流バー、２は磁性弾性体によるコ
アである。この電流バー１は長手方向中央の貫通部８を
その両側９．１０よりも一段上方に立ち上げて、コア２
内を貫通させである。

同図の４はアクティブホール素子であり、これは第１図
のように電流による磁界の磁束密度Ｂの方向と直交する
向きに設けられている。

同図の１１はプリント基板であり、その下方には前記ア
クティブホール素子３が実装され、上方には他の電子部
品１２．１３が実装さねている。

更に、前記コア２、電流バー１の貫通部８、プリント基
板１１．アクティブホール素子４及び電子部品１２．１
３にはケース１４が被せられ、同ケース１４内に絶縁材
１５が充填されている。

コア２の材料となる磁性弾性体には、強磁性材料の粉末
を大量に混入したシリコンゴムとか、磁性材料が混入さ
れたシリコンゴム、ウレタン樹脂等がある。この磁性弾
性体は流し込みによりコア２を成形することができるの
で、電流バー１とコア２と磁気センサ３を一体化するこ
とができる。

しかもそのようにすれば電流センサが及び同電流センサ
を用いた電流センサユニットが小型化され、しかもそれ
らを組立てる必要がないので容易に大量生産することが
でき、その上コストも大幅に低減できる。

（発明の効果） 本発明の自動車用電流センサは次のような効果がある。

■、二つのホール素子４．５の出力の差を差作動増幅器
６．７により求めることにより、温度変化及び印加電圧
の変動によるホール素子４，５の出力変化が自動的に補
償されるので、正確な電流測定が可能となる。

■　安定化電源に小型什で安価なものを使用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動車用電流センサの原理図、第２図
は同センサを用いたセンサユニットの一例を示す説明図
、第３図は本発明の自動車用電流センサの結線図、第４
図は従来の自動車用電流セン甘の説明図、第５図は従来
の自動車用電流センサの結線図、第６図はホール素子の
動作説明図である。 ｌは電流バ ２はコア ３は磁気センサ ４はアクティブホール素子 ５はレファレンスホール素子 Ｂは磁束密度 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動車のバッテリーから電流を流す電流バー１と、同電
   流バー１の外周に設けられたコア２と、同コア２内の磁
   束を測定することによって前記電流バー１に流れる電流
   を検知する磁気センサ３が備えられたた自動車用電流セ
   ンサにおいて、前記磁気センサ３としてアクティブホー
   ル素子４とレファレンスホール素子５とが使用され、ア
   クティブホール素子４は電流バー１流れる前記電流によ
   る磁界の磁束密度Ｂの方向と直交する向きに設けられ、
   レファレンスホール素子５は同磁束密度Ｂの方向と同じ
   向きに設けられ、両ホール素子４、５の出力の差から電
   流バー１に流れる電流を測定するようにしたことを特徴
   とする自動車用電流センサ。